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论文类型：期刊论文

发表时间：2017-12-15

发表刊物：海洋学报（中文版）

收录刊物：CSCD、Scopus

卷号：39

期号：12

页面范围：98-108

ISSN号：0253-4193

关键字：冰荷载;冰激振动;锥体导管架平台;DEM-FEM耦合模型;动力子结构

摘要：在寒区海域,冰荷载是影响海洋平台安全运行的主要环境荷载之一,由其引起的冰激振动给平台结构及其上部设备带来了严重危害.为分析不同冰况下平台的振动响应,本文建立了导管架海洋平台冰激振动的离散元(DEM)-有限元(FEM)耦合模型.采用具有黏接-破碎性能的等粒径球体离散单元对海冰的破碎特性进行模拟,通过由梁单元构建的海洋平台有限元模型获得结构的振动响应.在离散元与有限元的接触区域中实现了两个模型间计算参数的传递.为提高该耦合模型的计算效率和规模,发展了基于动力子结构方法的DEM-FEM耦合模型.为验证该耦合模型的有效性和可行性,将不同冰况下得到的冰荷载与ISO19906和JTS 144-1-2010标准进行了对比.结果表明,计算得到的冰荷载与标准相近,且冰厚与冰荷载呈二次非线性关系.同时,从冰速和冰厚两方面对比了渤海四桩腿JZ20-2 MUQ锥体导管架平台冰激振动加速度的数值结果和现场实测数据,发现冰速与振动加速度呈线性关系,冰厚与振动加速度呈二次非线性关系,并且振动加速度与冰速和冰厚平方的乘积呈线性关系.